養殖廢水處理方法初探

陶吉鴻

(廣州利洋水產科技股份有限公司 廣東 廣州 510000)

養殖廢水處理方法初探

陶吉鴻

(廣州利洋水產科技股份有限公司 廣東 廣州 510000)

據農業部相關資料顯示:2016年我國水產養殖總產量達5000萬噸,是名副其實的水產養殖大國.但近年來,隨著水資源短缺,水環境污染加劇,養殖風險逐漸加大,養殖戶經濟效益下降.水產養殖業基礎設施薄弱,機械化、現代化程度低,養殖廢水多未經處理后排放,在一定程度上也限制了自身的發展.隨著國家對環保問題重視程度越來越高,水產養殖業者環保意識進一步增強,循環水養殖技術、養殖廢水處理技術逐漸得到了完善及推廣.

從水處理專業的角度來講,養殖廢水多為有機質污染的水體,不存在化工污染或重金屬污染,并不難處理.使用水處理設備輔助水處理劑就能處理.像水族缸一樣,養殖廢水經過沙缸,泡沫分離器簡單處理后就能循環利用.但對于大多數養殖戶來講,連購買及使用增氧機的成本都要考慮.動輒幾萬甚至上百萬的水處理設備,日常運行消耗的電費,后期維護費用等成本都是很高的.對于普通養殖戶,一般養殖品種來講是投入不起的.那么養殖廢水究竟如何處理,采用什么工藝,效果如何,成本怎樣,可否復制推廣等等都是亟待解決的問題.2016年年底,筆者在公司海南蝦苗基地設計建造了兩套水處理系統,將養殖廢水集中起來處理,處理后再利用,多余廢水排放.該系統經過半年多運行,比較穩定,處理效果較好,簡單總結一下,希望對養殖業者有一些借鑒.

一、公司海南基地情況

基地占地面積約4百余畝,生產南美白對蝦蝦苗.已建成投產親蝦、育苗、培藻車間十余幢,生態育苗溫棚二十余座,高位池二十余口.年總產量40億尾蝦苗以上,生產高峰期日排水量可達千噸.近岸海域水質總體為優,多數近岸海域為國家I、II類海水.

二、水處理系統設計總體思路和建設目標

(一)總體思路

1.設計依據

監測本公司海水養殖廢水水質,并根據國家相應法律、法規要求,設計處理水質達到國家海水養殖水排放要求.土建、電氣、給排水、污水處理工程建設按國家相應規范與標準操作.

2.處理標準及注意事項

遵守國家和地方環保的有關法律、法規及排放標準;選用先進、合理、可靠的處理工藝;避免和減少二次污染;采用水產物流網水質監控系統全程監控;合理選用優質配件,降低系統運行成本;水處理工藝要適應不同季節,不同養殖階段,不同養殖品種的水量、水質的周期變化;土建工程要因地制宜,合理布局,有效地利用空間和場地.

3.設計水量

基地生產高峰期大約半年以上,日用水量變化很大,用水高峰期日排水量可達2000～3000t/d,生產淡季僅有親蝦車間正常運行.日排水量主要包括親蝦車間、育苗車間、生態育苗池及生物餌料培育池所排放的養殖廢水.養殖廢水日處理能力要求達到2000～3000t/d.

4.設計出水水質

排水口末端水質情況:CODm≤25毫克/升;BODm≤15毫克/升;pH值8.17;總堿度204;氨氮5毫克/升;亞硝酸氮0.15 毫克/升;氯消耗量1.8273;鈣離子583;鹽度15～20‰.

國家I級海水排放標準(海洋漁業水域):懸浮物≤40毫克/升;pH值7.0～8.5;DO≥6毫克/升;COD≤10毫克/升;BOD≤6毫克/升;無機氮≤0.50毫克/升(銨態氮、硝態氮、亞硝態氮);非離子氨≤0.02毫克/升;活性磷(以磷計)≤0.05毫克/升);硫化物(以硫計)≤0.02毫克/升;總余氯≤0.10毫克/升.

(二)建設目標

要求處理后水質達到國家Ⅰ級海水排放標準.

三、工藝流程及原理

1.工藝流程

養殖廢水在集水井匯集后泵入調節池混合,此為第一級;混合水再經過兩級生物濾池處理,達標后再進入第四級消毒池;消毒池水可隨時調用,富余水達標排放.調節池及生物濾池定期吸污至污泥沉淀池統一處理.

2.技術原理

育苗場養殖廢水沒有油污,沒有粒徑較大的顆粒懸浮物和漂浮物,也沒有藥物或化學試劑殘留,相對比較清潔.培育蝦苗的廢水甚至可以直接給養殖商品魚蝦池塘使用.因此,有機質污染的水,生物處理較為簡便可行.

調節池功能是將各種養殖廢水集中混合,通過靜置、絮凝、沉降處理.生物濾池功能主要是生物脫氮、除磷.生物濾池有兩種,一種是兼性氧化池,一種是曝氣生物凈化池.

兼性氧化池為鋪膜高位池,水深在3米以上,底鋪曝氣管.池塘表層引種大型藻類,海藻生長起來后,表層溶氧充足,呈好氧狀態;池塘底層彈性毛刷上會形成生物膜,由細菌、真菌、有機碎屑組成,處于厭氧狀態;介于好氧層和厭氧層之間為兼性區,存在大量兼性微生物.養殖廢水由好氧、兼氧及厭氧微生物共同處理完成.彈性毛刷阻流效果好,加上溢流水本身流動緩慢,顆粒懸浮物會逐漸絮凝沉淀.彈性毛刷比表面積大,加上水的流動,水處理能力很強.為加快生物膜成熟,可適當投入有益菌,補充有機碳源,這樣在毛刷表面會迅速形成生物膜.彈性毛刷上附著的生物膜,可將回流的混合液中帶入的硝酸鹽和進水中的有機氮源進行反硝化,使進水中NO2-、NO3-還原成N2達到脫氮作用,在去除有機物的同時降解氨氮值.一旦彈性毛刷生物膜過厚,可通過曝氣,利用氣泡的剪切力剝離老化生物膜,起到沖洗的作用.每一級處理過后的養殖廢水通過池塘之間預埋的溢流管,自然溢流到下一級.

曝氣生物凈化池為鋪膜高位池,水深在3米以上,能對養殖廢水進行快速生物凈化.池塘表層種植大型海藻,中下層密布彈性毛刷,底鋪曝氣管并持續曝氣.該池具備高過濾速度、截留懸浮物、需曝氣、需定期清洗等特點.其工藝原理為,在池中裝填大量彈性毛刷,表面生長著高活性的生物膜,底部持續曝氣.利用毛刷的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對廢水進行快速凈化,此為生物氧化降解過程;同時,廢水流經時,利用毛刷阻流效果好的特點及生物膜的生物絮凝作用,截留廢水中的懸浮物,且保證脫落的生物膜不會隨水漂出;運行一定時間后,因水頭損失的增加,需對凈化池進行吸污,以釋放截留的懸浮物以及更新生物膜.

3.使用的幾種凈水生物

江蘺、滸苔、石莼:為大型固著類藻類.特點是來源廣,易接種,易成活,吸收營養鹽、增加溶解氧、阻流、遮光效果好.缺點是生長過剩的藻類需定期撈除,否則季節性死亡后也會影響水質.

牡蠣、花蛤:為濾食性經濟型貝類.以細小的浮游動物、硅藻和有機碎屑等為主要食物.特點是凈水效果好,并有一定的經濟價值.缺點是購買貝類吊籠需要一定的成本,同時也要在人力上增加投入.

鯔魚、梭魚:為底層魚類,雜食性,喜刮食彈性毛刷上生物膜及池底生長的底棲藻類,清除老化生物膜、死亡藻類效果好.特點是鹽度適應范圍廣,易成活,生長速度快,有一定的經濟價值.

南美白對蝦:為苗場所排廢水中自帶,抽入水處理系統后自然增殖.肉食性,攝食浮游動物、昆蟲幼蟲、底棲藻類及蝦苗等.優點是系統自帶,沒有成本,不用引種,自然增殖即可,成長起來后既可以銷售,也可留做當肉食性魚類餌料.

鱸魚、石斑魚、黃鰭鯛:為肉食性魚類.魚苗階段能攝食浮游動物、蝦苗、小型魚類.成魚階段可攝食池中自然增殖的白蝦,除雜效果好.優點是經濟價值高,生長速度快,引種便利.

四、水處理系統工程實例

1.基地養殖廢水處理區介紹

水處理區一區在基地西北角,共設4口池塘,池底鋪膜,面積為3.4畝、4.6畝、3.4畝、3.8畝,合計:15.2畝.設置調節池、兼性氧化池、曝氣生物凈化池及消毒池等.具體方法就是在生態育苗區排水井配置自吸泵及上水管路2套,一備一用,采用高、中、低液位開關控制自動運行.當排水量達到高液位時,可同時啟用兩臺水泵運行;當水位降至中液位時,停運一臺水泵;排水井位于低液位時,水泵停止運行.此系統采用現場自動控制,不需要遠程反饋和控制功能.當出苗時可將養殖廢水導入水處理區一區進行處理.這樣既結合生產實際(將出苗排水和水處理區進水操作合一),又可利用自然高程差(苗池水位較高時能形成虹吸)排水.同時,生態育苗池水截留至水處理區一區處理還可以減輕排水末端,即水處理區二區的處理壓力.另外生態育苗區所排養殖廢水水質相對穩定,變化小,利于廢水生物處理.

水處理區二區在基地東北角,共設7口池塘,2畝6口,4畝1口,合計:16畝.設置集水井一個,分水管路2套(上水、用水),調節池、曝氣生物凈化池、兼性氧化池、消毒池、污泥沉淀池等.集水井為全場最低點,所有養殖廢水通過下水管網匯集至此.集水井內設置2套自吸泵,采用高中低液位開關控制自動運行.養殖廢水從集水井泵入調節池,混合后溢流各級做相應處理.此處水質相對復雜,存在一定的變化,需增加水處理區面積及延長處理時間,如配合使用水處理設備和水處理劑,效果更佳,但運行成本較高.

2.水處理系統處理效果

水處理區二區從2016年年底投入運行,最大日進水量可達2千噸以上,進水水質氨氮0.2～0.9mg/l,亞硝酸鹽0.01～0.05mg/l,經過水處理系統后,排水口氨氮、亞硝酸鹽均為0.

水處理區一區從2017年3月中旬投入運行,最大日進水量可達1千噸以上,進水水質氨氮0.1～0.3mg/l,亞硝酸鹽0.01～0.03mg/l,經過水處理系統后,排水口氨氮、亞硝酸鹽均為0.

五、水處理系統存在的問題及解決方案

1.占地面積

兩個水處理區合計使用30畝高位池,占地面積較大,租金較高.為保障水處理效果,暫時不能考慮減少水處理池面積.但從近半年的監測數據上來看,很多時候,三級池的處理效果就已經達標,因此還有很大的壓縮空間.

2.系統穩定性

養殖廢水是生物處理的,存在不穩定性.如彈性毛刷上附著的大型藻類及生物膜存在自然更替現象,當藻類季節性死亡時或生物膜老化時也會影響水質.因此日常觀察及維護很重要,需要定期補菌、補碳源,及時排污,套養鯔魚、梭魚也有一定的效果.

3.水處理成本

水處理系統需要占用土地,需要設施、設備保障水處理效果,需要能源維持系統的運行,需要人工去日常維護和保障.這些都需要成本,當處理成本遠高于取水成本時,是不合適的.因此,如何在處理水的同時降低成本就很關鍵.套養高附加值的魚類、貝類是有效途徑,尤其是經濟價值較高的石斑魚、牡蠣尤為適合.

六、總結

養殖廢水處理屬于新興事物,在發展的過程中還存在很多問題.從環保和可持續發展的角度來說,養殖廢水必須要處理,符合國家、公司和個人的根本利益,只有可持續發展的模式才能實現真正的盈利,基地養殖廢水處理系統也在不斷改造和完善的過程中,尚有很多不足之處.這些工作如能為水產養殖業者提供一些解決養殖廢水處理的思路,已經很欣慰了.